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導(dǎo)讀

本文通過介紹智能制造技術(shù)與傳統(tǒng)康復(fù)輔助器具研發(fā)制造技術(shù)的結(jié)合，提出智能制造技術(shù)在促進(jìn)康復(fù)輔助器具設(shè)計(jì)創(chuàng)新、提高定制化水平等方面有重要作用，為康復(fù)輔助器具行業(yè)的發(fā)展提供了參考思路。

康復(fù)輔助器具是改善、補(bǔ)償和替代人體功能以及實(shí)施輔助性治療、預(yù)防殘疾的產(chǎn)品。隨著我國康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，康復(fù)領(lǐng)域跨學(xué)科的工作合作日益增強(qiáng)，除了醫(yī)療的手段，康復(fù)工程技術(shù)對全面康復(fù)、提高療效也是必不可少的。因此，如何深入、可持續(xù)地開展臨床康復(fù)輔助器具的研發(fā)與應(yīng)用，推動(dòng)傳統(tǒng)技術(shù)與智能制造技術(shù)的結(jié)合，核心問題是醫(yī)工結(jié)合的管理和應(yīng)用模式的實(shí)施。

傳統(tǒng)康復(fù)輔助器具制作工藝

傳統(tǒng)矯形器制作工藝主要包括以下步驟：測量尺寸→石膏取形→制作石膏陰型→修模石膏陽型→熱塑版抽真空成型→修整→成型→適配檢查→完成品。傳統(tǒng)假肢制作工藝主要包括以下步驟：測量尺寸→石膏取形→修陽型?！鸁崴苄运芰习宄檎婵粘尚汀鷻z查連接管座→注塑成型→適配檢查→完成品。

圖1所示為我中心康復(fù)輔助器具技師為截肢患者測量尺寸，石膏取形，該過程對技師技術(shù)要求較高，且患者需要保持一定姿勢，以便于取形尺寸適合患者，該工序時(shí)間約1h。

圖1　石膏取形

圖2所示為取形后的模型修整，目前模型修整過程完全依靠康復(fù)輔助器具技師憑借工作經(jīng)驗(yàn)手工進(jìn)行操作，此工序時(shí)間約3h，且需要反復(fù)修整，直至模型符合病人穿戴要求。

圖2　模型修整

智能制造技術(shù)的引進(jìn)及應(yīng)用

近年來，智能制造技術(shù)的應(yīng)用已逐步滲透到各行各業(yè)，把先進(jìn)的智能制造技術(shù)引入到康復(fù)輔助器具的研發(fā)中來，體現(xiàn)了康復(fù)醫(yī)學(xué)與智能制造技術(shù)的完美結(jié)合。本中心服務(wù)的傷殘軍人、民政對象普遍年齡偏大，行動(dòng)不便。為給服務(wù)對象提供更舒適干凈的服務(wù)環(huán)境，中心引進(jìn)了智能制造設(shè)備——法國Rodin4D康復(fù)輔助器具七軸數(shù)控加工機(jī)器人。傳統(tǒng)康復(fù)輔助器具的制作要先取型，患者須得脫衣纏繞潮濕的石膏繃帶，心理和體感上都很不舒服。Rodin4D使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)中先進(jìn)的紅外激光掃描儀，不用接觸患者就能取型，且模型數(shù)字化時(shí)間短，精準(zhǔn)度高，讓患者更舒適。技師攜帶小型掃描儀，就可為不方便出門的殘疾人服務(wù)，在提供便捷舒適康復(fù)輔助器具產(chǎn)品的同時(shí)，給予患者更舒適、更有尊嚴(yán)的適配體驗(yàn)。同時(shí)，Rodin4D利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制作系統(tǒng)，采用患者數(shù)據(jù)庫模式，保存患者的三維數(shù)據(jù)模型，計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)過程中針對每一個(gè)步驟進(jìn)行了量化處理，制造過程更加精確，更加科學(xué)，適配度也更高。

（1）模型數(shù)據(jù)采集　如圖3所示，通過紅外激光掃描儀，康復(fù)輔助器具技師能快速地采集到患者數(shù)據(jù)，該過程一般持續(xù)2～3min，與傳統(tǒng)的石膏取形相比，掃描取形過程中患者不用脫去衣物，能最大程度減少患者穿脫衣物的煩惱，且取形時(shí)間很短，掃描結(jié)束后，掃描儀將數(shù)據(jù)以STL文件格式同步發(fā)送到電腦上，用于建立患者數(shù)據(jù)庫和后期模型制作。

圖3　模型數(shù)據(jù)采集

（2）康復(fù)輔助器具的設(shè)計(jì)　康復(fù)輔助器具技師將掃描儀采集的模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Rodin4D設(shè)計(jì)軟件中，結(jié)合患者的CT照片進(jìn)行輔助器具的分析、設(shè)計(jì)。與傳統(tǒng)的手工制作相比，康復(fù)輔助器具技師可以在Rodin4D設(shè)計(jì)軟件上根據(jù)患者的實(shí)際情況進(jìn)行不斷的適用模擬分析，直至找到最佳方案，可以最大限度地提高輔助器具的一次成功率。圖4所示為本中心技師結(jié)合CT照片為脊柱側(cè)彎患者設(shè)計(jì)的脊柱矯形器。

（3）康復(fù)輔助器具的制作　康復(fù)輔助器具設(shè)計(jì)完成后，由法國Rodin4D七軸數(shù)控加工機(jī)器人進(jìn)行模型加工。Rodin4D機(jī)器人能適應(yīng)高彈堅(jiān)固的材質(zhì)，模型加工完成后，進(jìn)行輔助器具的注塑成型，圖5所示為本中心七軸數(shù)控加工機(jī)器人進(jìn)行脊柱矯形器加工。

圖4　結(jié)合CT照片設(shè)計(jì)脊柱矯形器

圖5　脊柱矯形器加工

結(jié)語

康復(fù)輔助器具研發(fā)與應(yīng)用是一個(gè)關(guān)系社會(huì)發(fā)展的普惠性工作。通過科技手段加強(qiáng)康復(fù)輔具的適配，是最好的實(shí)現(xiàn)個(gè)性化適配的手段。對康復(fù)輔助器具需求者而言，選配輔助器具絕不是技術(shù)越高越好，功能越全越好，價(jià)格越貴越好，重要的是適合自身需求，有益于殘余功能的利用和狀況的改善。因此，輔助器具沒有最好的，只有最適合的，要因人適配。使用不合適的輔助器具，不僅是經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)，嚴(yán)重的還會(huì)造成對身體的二次傷害。

隨著智能制造技術(shù)的引進(jìn)，我中心將充分整合人才優(yōu)勢、設(shè)備優(yōu)勢，為客戶提供更為高效的智能化制造、更為精準(zhǔn)的產(chǎn)品和更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，同時(shí)，制造產(chǎn)品的材料將更加健康環(huán)保，并具有更多的醫(yī)學(xué)功能，進(jìn)一步推動(dòng)康復(fù)輔助器具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

本文發(fā)表于《金屬加工（冷加工）》2019年第11期9-11頁，作者：四川省康復(fù)輔具技術(shù)服務(wù)中心　張強(qiáng)，原標(biāo)題：《智能制造在康復(fù)輔助器具研發(fā)中的應(yīng)用 》。返回搜狐，查看更多

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